Elemento sintético

En química, un elemento sintético es un elemento químico que no aparece de forma natural en la Tierra, y solo puede ser creado artificialmente. Hasta el momento, se han creado 28 elementos sintéticos (los que tienen números atómicos 95-118). Todos son inestables, descomponiéndose con vidas medias que van desde 15,6 millones de años a unos pocos cientos de microsegundos.

Otros cinco elementos fueron primero creados artificialmente, y por lo tanto considerados sintéticos, aunque más tarde se descubrió que aparecían de forma natural (en cantidades de trazas); entre ellos el plutonio —primero sintetizado en 1940—, el más conocido de los profanos, debido a su uso en bombas atómicas y reactores nucleares.

El 31 de diciembre de 2015, un equipo de investigadores del centro nipón Riken confirmó la identificación del elemento número 113 de la tabla periódica, de carácter sintético y con el nombre provisional de ununtrio.

Propiedades

Los elementos sintéticos son radiactivos y se desintegran rápidamente en otros elementos ligeros. Poseen vidas medias tan cortas en comparación con la edad de la Tierra (que se formó hace cerca de 4600 millones de años), que cualquier átomo de estos elementos que pudiera haber existido cuando se formó el planeta hace mucho tiempo que se desintegró. Los átomos de los elementos sintéticos solo se producen en la Tierra mediante experimentos que involucran a reactores nucleares o aceleradores de partículas, vía fusión nuclear o absorción de neutrón de masa.

La masa atómica para la vida natural se basa en la abundancia media ponderada de los isótopos naturales que se producen en la corteza y atmósfera de la Tierra. Para los elementos sintéticos, el isótopo depende de los medios de síntesis, por lo que el concepto de la abundancia isotópica natural no tiene sentido. Por lo tanto, para los elementos sintéticos el recuento total del núcleo (protones y neutrones) del isótopo más estable, es decir, el isótopo con la vida media más larga se enumeran como masa atómica entre llaves ([ ]).

No todos los elementos radioactivos son sintéticos. Por ejemplo, el uranio y el torio no tienen isótopos estables, pero se producen de forma natural en la corteza y en la atmósfera de la Tierra. Otros elementos inestables, como el polonio, radio y radón —que se forman a través de la desintegración del uranio y del torio— también se encuentran en la naturaleza, a pesar de sus cortas vidas medias. El plutonio es un valor atípico: su vida media, dependiendo del isótopo, puede llegar a 80,8 millones de años. (El principal isótopo de plutonio en uso tiene una vida media de 24.100 años.)

Historia

El primer elemento descubierto a través de la síntesis fue el tecnecio (su descubrimiento fue confirmado definitivamente en 1936). Este descubrimiento llenó un vacío en la tabla periódica, y el hecho de que no existan isótopos estables de tecnecio explica su ausencia natural en la Tierra (y el vacío). Teniendo el isótopo de tecnecio de vida más larga, Tc-98, una vida media de 4,2 millones de años, ningún tecnecio queda desde la formación de la Tierra. Solo trazas minúsculas de tecnecio se producen de forma natural en la corteza terrestre, como un producto espontáneo de la fisión del uranio-238 o por captura neutrónica en menas de molibdeno —aunque el tecnecio está presente de forma natural en estrellas gigantes rojas. El primer elemento sintético descubierto fue el curio, sintetizado en 1944 por Glenn T. Seaborg, Ralph A. James y Albert Ghiorso mediante el bombardeo de plutonio con partículas alfa. Los descubrimientos del americio, berkelio y el californio siguieron pronto. El einstenio y fermio fueron descubiertos por un equipo de científicos dirigido por Albert Ghiorso en 1952, mientras estudiaban los restos radioactivos de la detonación de la primera bomba de hidrógeno. Los isótopos descubiertas fueron el einsteinio-253, con una vida media de 20,5 días, y el fermio-255, con una vida media de alrededor de 20 horas.

Los descubrimientos del mendelevio, el nobelio y el lawrencio llegaron luego. Durante el apogeo de la Guerra Fría, la Unión Soviética y los Estados Unidos descubrieron independientemente el rutherfordio y el dubnio. Su nombramiento y el crédito del descubrimiento quedaron sin resolver durante muchos años, pero finalmente el crédito compartido fue reconocido por la IUPAC/IUPAP en 1992. En 1997, la IUPAC decidió dar al dubnio su nombre actual en honor a la ciudad de Dubná —donde el equipo ruso hizo sus descubrimientos—, ya que los nombres elegidos por los estadounidenses ya habían sido utilizados para muchos elementos sintéticos existentes, mientras que el nombre de «rutherfordio» (elegido por el equipo estadounidense) fue aceptado para el elemento 104.

Ningún elemento con un número atómico mayor de 99 tiene ningún uso fuera de la investigación científica, ya que tienen una vida media muy corta.

Lista de elementos sintéticos

Los siguientes elementos no se producen de forma natural en la Tierra. Todos son elementos transuránicos y tienen números atómicos de 95 y superiores.

Nombre	Símbolo químico	Número atómico	Primera síntesis definitiva
Americio	Am	95	1944
Curio	Cm	96	1944
Berkelio	Bk	97	1949
Californio	Cf	98	1950
Einstenio	Es	99	1952
Fermio	Fm	100	1952
Mendelevio	Md	101	1955
Nobelio	No	102	1966
Lawrencio	Lr	103	1961
Rutherfordio	Rf	104	1966 (URSS), 1969 (USA) *
Dubnio	Db	105	1968 (URSS), 1970 (USA) *
Seaborgio	Sg	106	1974
Bohrio	Bh	107	1981
Hassio	Hs	108	1984
Meitnerio	Mt	109	1982
Darmstadtio	Ds	110	1994
Roentgenio	Rg	111	1994
Copernicio	Cn	112	1996
Nihonio	Nh	113	2003
Flerovio	Fl	114	1999
Moscovio	Mc	115	2003
Livermorio	Lv	116	2000
Teneso	Ts	117	2010
Oganesón	Og	118	2002
* Crédito del descubrimiento compartido.

Otros elementos generalmente producidos a través de síntesis

Todos los elementos con números atómicos desde el 1 al 94 aparecen naturalmente, al menos en cantidades traza, pero los siguientes elementos se producen generalmente a través de síntesis. Excepto el polonio y el francio, todos ellos fueron descubiertos a través de la síntesis antes de ser encontrados en la naturaleza.

Nombre elemento	Símbolo químico	Número atómico	Primera síntesis definitiva
Tecnecio	Tc	43	1936
Prometio	Pm	61	1945
Polonio	Po	84	1898
Astato	At	85	1940
Francio	Fr	87	1939
Neptunio	Np	93	1940
Plutonio	Pu	94	1940

Véase también

Referencias

Esta obra contiene una traducción derivada de «Synthetic element» de Wikipedia en inglés, publicada por sus editores bajo la Licencia de documentación libre de GNU y la Licencia Creative Commons Atribución-CompartirIgual 4.0 Internacional.

El artículo de la Wikipedia en inglés recoge las siguientes referencias:

Datos: Q755992